CC BY
14
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 1 (43) ■ Часть 3 • Январь
4. Sokolov, N.M.Pochvovlagosberegayuschy way of primary tillage on slopes [text] / N.M. Sokolov / Tractors and agricultural machinery - 2012, №5, s.17-18.
5. Tyurin, I.Y.Improving the process finish drying of hay at the hospital [text] / Dissertation for the degree of candidate of technical sciences / Saratov, 2000, 194 p.
6. Tyurin, I.Y.The value of the process and methods of grain drying [text] // Tyurin I.Y., Telnov M.Y. // Scientific Review, № 4. - Saratov LLC "APEX 94", 2011, p.112 ... 115.
7. Tyurin, I.Y.Improving the process of dryness hay [text] / Monograph / Saarbrucken, 2012.
8. Tyurin, Y. I. To the question about artificial methods of harvesting of crop products during the operation of drying [text] / Y. I. Tyurin, M. Yu. Telnov, V. F. Lobzha /the economy. The issues of innovative development, all-Russian scientific and practical journal, No. 1, 2012 - Moscow, Ed. MIA's Science,...p. 160.. .164.
9. Tyurin Y. I. prospects of development of experimental researches of process of drying [text] / Y. I. Tyurin // Scientific obozrenie, No. 5. - Saratov, OOO "APEKS-94", 2010.
10. Dugin, Y.A. Perfection of technology and the development of rotary screw threshing machine threshing chickpea [text] / Y.A. Dugin / thesis for the degree of candidate of technical sciences / Volgograd State Agricultural Academy. Volgograd 2008.
11. Makarov, S. A. Device for cutting and loading silage and haylage. / A. S. Makarov, I. P. Pavlov, I. A. Mayorov, M. O. Jackals, N. E. Shineski // Patent for the invention № 2225091 publ. 04.2002.
12. Makarov, S. A. Device for cutting and loading silage and haylage. / A. S. Makarov, I. P. Pavlov, S. Yu. Trifonov, O. V. Bobryshev, Y. V. Belikov // Patent for the invention № 2216913 publ. 02.2002.
DOI: 10.18454/IRJ.2016.43.091 Медин Д.К.1, Русакова И.В.2
:ORCID: 0000-0003-3969-6730, Научный сотрудник; 2ORCID: 0000-0002-5085-0578, кандидат биологических наук, ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт органических удобрений и торфа» ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОРГАНОГЕННЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ
ОТХОДОВ В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЯ
Аннотация
Исследованиями в полевом опыте на дерново-подзолистой супесчаной почве установлено, что применение в качестве удобрения птичьего помета в сочетании с соломой имеет преимущества по сравнению с раздельным их внесением: способствует повышению численности и биомассы микроорганизмов, биологическому закреплению минерального азота и снижению миграции нитратов по профилю, увеличению урожайности культур зернового севооборота.
Ключевые слова: птичий помет, солома, микробная биомасса, снижение содержания минерального азота, урожайность зерновых культур.
Medin D.K.1, Rusakova I.V.2
'ORCID: 0000-0003-3969-6730, Researcher, 2ORCID: 0000-0002-5085-0578, PhD in Biology,
All Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat STUDY OF EFFICIENCY ORGANOGENIC AGRICULTURAL WASTE AS FERTILIZER
Abstract
Researches in the field experiment on soddy-podzolic sandy loam soil found that the use as fertilizer of a poultry manure in combination with straw has advantages in comparison with their separate introduction: it contributes to the abundance and biomass of microorganisms, biological fixation of mineral nitrogen and reduce the migration of nitrates in the profile, increase in grain crop rotation.
Keywords: poultry manure, straw, microbial biomass, decrease of mineral nitrogen, productivity of grain crops.
Сельскохозяйственное производство сопровождается накоплением огромного количества отходов, в т.ч. растительных и животноводческих, создающих экологические нагрузки на объекты окружающей среды. Так в целом по России ежегодное производство птичьего помета составляет 14,5 - 20 млн. т [1,2], соломы - 70-100 млн. т [3]. Эти отходы представляют значительный ресурс органического вещества, макро- и микроэлементов. Утилизация их в агроэкосистемах позволяет возвратить питательные элементы, сконцентрированные в отходах, в биогеохимические циклы для повторного использования растениями и почвенной биотой, повысить плодородие почв и продуктивность агроценозов, снизить негативное воздействие на окружающую среду и затраты на минеральные удобрения [4]. Одной из основных проблем, возникающих при использовании высоких доз птичьего помета в качестве удобрения, является сверхнормативное увеличение содержания нитратов в почве с последующим риском выщелачивания их в грунтовые воды. При внесении соломы зерновых культур с высоким отношением C:N, напротив, в почве создается дефицит минерального азота, основным механизмом которого является иммобилизация его в микробной биомассе в результате увеличения активности гетеротрофов, что может приводить к снижению урожайности культур. Исходя из этого, накопление нитратов и потери азота из почвы можно минимизировать, если вносить помет в комбинации с соломой. В ряде отечественных и зарубежных исследований установлено, что запашка соломы в почву совместно с азотсодержащими органическими или минеральными удобрениями снижает уровень содержания минерального азота в профиле почвы и уменьшает перемещение нитратов за пределы корнеобитаемого слоя [5-7].
Цель исследований - изучение действия и последействия двукратного внесения высоких доз птичьего помета и соломы при совместном и раздельном внесении в зерновом севообороте на дерново-подзолистой супесчаной почве.
17
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 1 (43) ■ Часть 3 ■ Январь
Исследования проводили в 2011-2015 г.г. в полевом опыте на дерново-подзолистой супесчаной почве опытного поля Всероссийского НИИ органических удобрений и торфа в зерновом севообороте: яровое тритикале (Triticosecale Wittmack) - 2011-2012 г.г., яровая пшеница (Triticum aestivum L.) - 2012-2013 г.г., яровой ячмень (Hordeum vulgare L.) -2013-2014 г.г., овес (Avena sativa) - 2014-2015 г.г. В данной статье обсуждаются результаты исследований в следующих вариантах: 1. Без удобрений; 2. Птичий помет -N400 (1111); 3. ПП (N400) + солома зерновых культур 10 т/га (С); 4. Солома - 10 т/га.
Солому измельчали и распределяли по поверхности поля комбайном САМПО-500 во время уборки зерновой культуры, заделывали в верхний (0-10 см) слой почвы при помощи тяжелой дисковой бороны. Через три недели после дискования вносили птичий помет машиной ПРТ-10 и проводили зяблевую вспашку на глубину 20 см. Птичий помет из расчета N200 и солому 5 т/га предшествующей культуры вносили дважды - под тритикале и пшеницу. В таблицах и графиках приведены дозы помета и соломы суммарно за 2 года. Полевой опыт заложен в 2-х полях (в 2010 и 2011 г.г.), повторность вариантов - 4-х-кратная.
Анализ характера распределения минерального азота по профилю почвы (0-100 см) в фазу выхода в трубку яровой пшеницы (после повторного внесения удобрений) показал, что его содержание в слое 0-40 см в варианте с внесением 1111 в чистом виде было чрезмерно высоким - 287 мг/кг почвы, в варианте с соломой, напротив, очень низким - 4,7 мг/кг. При этом увеличиваются риски: в первом случае - сверхнормативного накопления нитратного азота в растениях, непроизводительных его потерь вследствие миграции за пределы корнеобитаемого слоя и денитрификации, во втором - снижения урожайности возделываемой культуры. Наиболее благоприятно азотный режим сложился при комбинированном внесении помета и соломы, когда содержание минерального азота в слое почвы 0-40 см соответствовало потребностям растений (рис.1).
Рис. 1 - Распределение минерального азота по профилю почвы в фазу выхода в трубку яровой пшеницы
Установлено, что содержание нитратного азота в зеленой массе яровой пшеницы в фазу колошения при двукратном внесении ПП составило 766 мг/кг, что в 3,8 раз превышало допустимые нормы. Внесение соломы в комбинации с пометом значительно снизило значение этого показателя до 169 мг/кг сырой массы (рис. 2).
18
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 1 (43) ■ Часть 3 • Январь
О 1DD 20D 300 400 500 600 700 800 900
Рис. 2 - Содержание нитратного азота в зеленой массе яровой пшеницы (8.07.2013 г.)
Интенсификация иммобилизации аммонийного азота и биологическое закрепление его в биомассе почвенных микроорганизмов при использовании соломы на удобрение может ингибировать процесс нитрификации. Согласно полученным экспериментальным данным, добавление соломы к ПП сопровождалось снижением нитрификационной способности (НС) почвы на 44 и 45% при первом и повторном внесении, соответственно. В последействии значения НС в вариантах «ПП» и «ПП+С» при выращивании ячменя и овса существенно не различались, но были выше, чем в варианте с внесением одной соломы (рис.3).
Усиление биологического закрепления азота при внесении в почву соломы подтверждено данными определения содержания микробной биомассы (Смик) и численности микроорганизмов, использующих при метаболизме минеральный азот - амилолитических и целлюлозоразлагающих.
Показано, что во все годы исследований содержание микробной биомассы, а также численность амилолитических и целлюлозоразлагающих микроорганизмов, являющихся основными «потребителями» минерального азота, были максимальными в варианте «ПП+С» (табл. 1).
19
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 1 (43) ■ Часть 3 • Январь
Таблица 1 - Численность микроорганизмов и содержание микробной биомассы в пахотном слое почвы ________________под зерновыми культурами (в ср. за вегетационные периоды)________________
Вариант Яровое тритикале (ср. 2011-2012 г.г.) Яровая пшеница (ср. 2012-2013 г.г.) Ячмень (ср. 2013 -2014 г.г.) Овес (ср. 2014-2015 г.г.)
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
1.Без удобрений 14,1 22,2 377 13,2 26,4 390 10,8 33,7 425 8,2 25,3 308
2.ПП (N400) 25,0 46,2 452 22,9 45,6 497 21,9 54,8 450 16,3 42,3 433
3.ПП+солома 10 т/га 31,1 60,5 508 30,9 53,2 537 24,5 61,7 488 17,1 51,0 449
4.Солома 10 т/га 18,4 37,1 390 17,1 35,3 425 15,8 48,6 448 10,4 35,0 440
Примечание. 1- амилолитические на крахмало-аммичном агаре, млн. КОЕ/г почвы; 2- целлюлозоразлагающие на среде Гетчинсона, тыс. КОЕ/г почвы; 3 - Смик, мг/кг почвы
Снижение содержания минерального азота в почве при добавлении соломы к птичьему помету, не привело к ухудшению азотного режима и не отразилось отрицательно на продуктивности зерновых культур севооборота. Напротив, урожайность тритикале и пшеницы при добавлении соломы была на 0,5 и 1,5 ц/га выше, чем при внесении одного помета, соответственно. Несмотря на то, что ячмень и овес в опыте выращивали без применения каких-либо удобрений, внесение помета в предыдущие 2 года раздельно и в сочетании с соломой обеспечило высокие прибавки урожайности, составившие 14,1 и 14,5 ц/га, или 168 и 173 % по отношению к варианту без удобрений (табл. 2).
Таблица 2 - Урожайность зерновых культур, ц/га
Вариант Яровое тритикале (ср. 2011-2012 г.г.) Яровая пшеница (ср.2012-2013 г.г.) Ячмень (ср. 2013-2014 г.г.) Овес (ср. 2014-2015 г.г.)
1. Без удобрений 13,2 19,2 8,4 20,3
2. Птичий помет (N400) 26,9 31,8 22,5 34,3
3. Птичий помет (N400) + солома 10 т/га 27,4 33,3 22,9 36,7
4. Солома 10 т/га 11,7 18,1 8,9 23,4
НСР05, ц/га 4,8 3,9 1,9 4,2
Следует отметить, что если в первые 2 года после внесения соломы отмечено снижение урожайности тритикале и пшеницы на 1,5 и 1,1 ц/га, то в последействии в этом варианте дополнительно получено 0,5 и 3,1 ц/га зерна овса, соответственно.
Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что птичий помет и солому целесообразно использовать на удобрение в комбинации. Этот прием по сравнению с раздельным их внесением имеет следующие экологические преимущества: способствует снижению избыточного накопления минерального азота в почве и миграции его за пределы корнеобитаемого слоя за счет усиления биологического закрепления в микробной биомассе, что в свою очередь снижает потенциальную опасность загрязнения нитратами сопредельных сред: растениеводческой продукции и подземных вод.
Литература
1. Тюрин В.Г., Потемкина Н.Н., Кочиш И.И. Эколого-гигиенические аспекты при эксплуатации животноводческих предприятий // Сборник научных трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экологические проблемы использования органических удобрений в земледелии». -Владимир. ФГБНУ ВНИИОУ, 8-10 июля 2015 г. - С. 339-343.
2. Седых В.А. Экологическая оценка использования куриного помета на почвах таежно-лесной зоны. Автореф. дисс. д-ра биол. наук. - Москва, 2013. - 46 с.
3. Русакова И.В., Еськов А.И. Оценка влияния длительного применения соломы на воспроизводство органического вещества дерново-подзолистой почвы // Доклады Российской сельскохозяйственной академии. - 2011.-№ 5. - С. 28-31.
4. Дабахова Е.В., Титова В.И. Оптимальное обращение с отходами как важнейшее условие сохранения экологического потенциала сельских территорий // Перспективы и проблемы размещения отходов производства и потребления в агроэкосистемах: Мат. межд. Науч.-практ. конф. /НГСХА. - Н.Новгород: НИУ РАНХиГС, 2014. - С.64-68.
5. Кирюшин В.И. О нисходящей миграции нитратов в черноземах Сибири при сельскохозяйственном использовании // Почвоведение. - 1986. - №2. - С. 34-44.
6. Русакова И.В. Снижение вымывания нитратов из дерново-подзолистой супесчаной почвы при внесении птичьего помета в комбинации с соломой ячменя // Владимирский земледелец. - 2014. - № 1 (67). - С. 16-18.
7. Khorshandi N., Nourbakhsh F. Effect of amendment of manure and corn residues on soil N mineralization and enzyme activity // Agronomy for Sustainable Development. - 2007. - V.27. - I.2. - P.139-143.
20
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 1 (43) ■ Часть 3 • Январь
References
1. Tjurin V.G., Potemkina N.N., Kochish I.I. Jekologo-gigienicheskie aspekty pri jekspluatacii zhivotnovodcheskih predprijatij //Sbornik nauchnyh trudov Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem «Jekologicheskie problemy ispol'zovanija organicheskih udobrenij v zemledelii». - Vladimir. FGBNU VNIIOU, 8-10 ijulja 2015 g. S.339-343.
2. Sedyh V.A. Jekologicheskaja ocenka ispol'zovanija kurinogo pometa na pochvah taezhno-lesnoj zony. Avtoref. diss. d-ra biol. nauk. - Moskva. 2013. - 46 s.
3. Rusakova I.V., Es'kov A.I. Ocenka vlijanija dlitel'nogo primenenija solomy na vosproizvodstvo organicheskogo veshhestva dernovo-podzolistoj pochvy // Doklady Rossijskoj sel'skohozjajstvennoj akademii. -2011.- № 5. -S. 28-31.
4. Dabahova E.V., Titova V.I. Optimal'noe obrashhenie s othodami kak vazhnejshee uslovie sohranenija jekologicheskogo potenciala sel'skih territorij // Perspektivy i problemy razmeshhenija othodov proizvodstva i potreblenija v agrojekosistemah: Mat. mezhd. Nauch.-prakt. konf. /NGSHA. - N.Novgorod: NIU RANHiGS, 2014. - S.64-68.
5. Kirjushin V.I. O nishodjashhej migracii nitratov v chernozemah Sibiri pri sel'skohozjajstvennom ispol'zovanii // Pochvovedenie.- 1986. - №2.- S. 34-44.
6. Rusakova I.V. Snizhenie vymyvanija nitratov iz dernovo-podzolistoj supeschanoj pochvy pri vnesenii ptich'ego pometa v kombinacii s solomoj jachmenja // Vladimirskij zemledelec. - 2014. - № 1 (67). - S. 16-18.
7. Khorshandi N., Nourbakhsh F. Effect of amendment of manure and corn residues on soil N mineralization and enzyme activity // Agronomy for Sustainable Development. - 2007. - V.27. - I.2- P.139-143.
DOI: 10.18454/IRJ.2016.43.101 Навальнев В.В.* 1, Никитин В.В.2, Соловиченко В.Д.3
1 Кандидат сельскохозяйственных наук, 2доктор сельскохозяйственных наук, 3доктор сельскохозяйственных наук, ФГБНУ “Белгородский научно-исследовательский институт сельского хозяйства” ЭФФЕКТИВНОСТЬ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ И УРОВНЕЙ УДОБРЕННОСТИ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ КУКУРУЗЫ НА ЗЕРНО В ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЁМНОМ РЕГИОНЕ
Аннотация
Приведены результаты четырех ротаций длительного опыта по экономической эффективности некоторых элементов системы земледелия при возделывании кукурузы на зерно. Наиболее высокие результаты по способам основной обработки почвы получены по вспашке, минимальная обработка в своем большинстве по экономическим критериям уступала вспашке. Органические удобрения способствовали повышению чистого дохода пропорционально дозе, а в случае минеральных удобрений этот показатель с увеличением доз снижался. Рентабельность удобрительных средств уменьшалась с увеличением их доз.
Ключевые слова: зернопаропропашной севооборот, органические удобрения, промышленные удобрения, кукуруза на зерно.
Naval’nev V.V.1, Nikitin V.V.2, Solovichenko V.D.3
1PhD in Agriculture, 2PhD in Agriculture, 3PhD in Agriculture Research Institute of Agriculture of the Belgorod
THE EFFECTIVENESS OF PROCESSING METHODS AND LEVELS OF FERTILIZER ON CORN PRODUCTIVITY FOR GRAIN IN THE CENTRAL BLACK EARTH REGION
Abstract
The results offour rotations of the long experience of economic efficiency of some elements of farming systems in the cultivation of corn. The highest results for the main methods of soil obtained with plowing, minimum tillage in the majority of economic criteria took last place. Organic fertilizers contributed to the increase in net income in proportion to the dose, and in the case of fertilizers, this indicator with increasing doses decreased. The profitability of fertilizer funds was decreased with increasing their doses.
Keywords: manure, commercial fertilizers, maize, net income, profitability.
Кукуруза самая продуктивная культура из группы зерновых, не уступающая по выходу зерновых единиц с единицы площади сахарной свекле, доминирующей в Центрально-Черноземной зоне по этому показателю [1]. А для формирования высокого урожая ей требуется большое количество элементов питания, компенсируемое почвенными запасами, либо вносимыми удобрениями.
Так, при урожайности 100 ц/га зерна кукуруза выносит из почвы 325 - 350 кг азота, 90 - 120 кг фосфора, 320 - 340 кг калия [2]. В зависимости от планового урожая, типа почвы, климатического статуса региона и обеспеченности почвы элементами питания под кукурузу, выращиваемую на зерно вносят 60-180 кг/га азота, фосфора и калия в виде промышленных удобрений, при этом ведущая роль в формировании урожая принадлежит азоту [3].
В то же время для кукурузы нужна хорошо оструктуренная почва, необходимая для качественного размещения семян при посеве, достижения дружных всходов и беспрепятственного развития корневой системы в пахотном и подпахотном слоях почвы. Всякого рода переуплотнения почвы отрицательно сказываются на развитии корней, водно-воздушно-тепловом режиме и в конечном итоге - на использовании кукурузой питательных веществ и влаги из почвы, что негативно сказывается на её продуктивность. Поэтому большую роль в технологии возделывания этой культуры играют способы основной обработки почвы и внесение удобрений.
В последнее десятилетие по вопросам обработки почвы множество различного рода дискуссий с высказыванием совершенно противоположенных точек зрения от полного отказа проведения всех обработок.
21
